密文數(shù)據(jù)庫(kù)檢索技術(shù)綜述-文庫(kù)吧
2025-06-29 14:46 本頁(yè)面
【正文】 al. Public key encryption with keyword search[C]//Advances in CryptologyEurocrypt 2004. Springer Berlin Heidelberg, 2004: 506522.(簡(jiǎn)稱(chēng):PEKS方案),為此業(yè)界把2004年定義為可搜索公鑰加密的元年。在論文中他們提出了一種基于雙線(xiàn)性對(duì)函數(shù)的單關(guān)鍵可搜索公鑰加密方案,該方案指出,第三方服務(wù)器根據(jù)單關(guān)鍵字的密文信息在整個(gè)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相關(guān)的文章,保證對(duì)檢索的信息一無(wú)所知。這項(xiàng)新技術(shù)的提出開(kāi)啟了可搜索公鑰加密技術(shù)的新時(shí)代。優(yōu)點(diǎn)：支持?jǐn)?shù)據(jù)接收者對(duì)多個(gè)發(fā)送者所加密的密文中進(jìn)行搜索的應(yīng)用場(chǎng)景，而且由于隨機(jī)數(shù)的作用，系統(tǒng)的加密效果為非確定性加密，導(dǎo)致了服務(wù)器端無(wú)法通過(guò)密文是否相同來(lái)判斷索引表(或搜索憑證)中是否具有相同的關(guān)鍵字。缺點(diǎn)：計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)因?yàn)殡p線(xiàn)性對(duì)的引進(jìn)而加大，特別是對(duì)操作(pairing operation)的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)較大，使得該方法在海量數(shù)據(jù)處理場(chǎng)景中的應(yīng)用性受到一定的限制；另外，PEKS的安全性是在隨機(jī)語(yǔ)言機(jī)模型(random oracle model)下成立，并不適合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。2005年，Abdalla等人提出一種使用臨時(shí)性關(guān)鍵字可檢索的公鑰加密方案(簡(jiǎn)稱(chēng):PETKS方案) Abdalla M, Bellare M, Catalano D, et al. Searchable encryption revisited: Consistency properties, relation to anonymous IBE, and extensions[C] //Advances in Cryptology–CRYPTO 2005. Springer Berlin Heidelberg, 2005: 205222.。在該方案的驗(yàn)證階段,用戶(hù)一旦需要驗(yàn)證就要進(jìn)行必須的、相關(guān)的解密操作,這樣無(wú)形中就增大了服務(wù)器的開(kāi)銷(xiāo)。2005年，(簡(jiǎn)稱(chēng):SCFPEKS方案) Baek J, SafaviNaini R, Susilo W. Public key encryption with keyword search revisited[M]//Computational Science and Its Applications–ICCSA 2008. Springer Berlin Heidelberg, 2008: 12491259.,這種方案保證信息在客戶(hù)端和服務(wù)器端的傳送過(guò)程中,不會(huì)受到攻擊或發(fā)生泄漏等問(wèn)題,保證了搜索信息、加密數(shù)據(jù)的安全性。2005年，Wang等人 Wang Z F, Dai J, Wang W, et al. Fast query over encrypted character data in database[M]//Computational and Information Science. Springer Berlin Heidelberg, 2005: 10271033.提出一種基于對(duì)偶編碼的特征值提取方法,將字符型明文數(shù)據(jù)拆分為多個(gè)字符對(duì)偶,根據(jù)這些字符對(duì)偶提取字符型數(shù)據(jù)的特征值,存儲(chǔ)到一個(gè)新的字段中,在數(shù)據(jù)庫(kù)密文檢索時(shí),根據(jù)這個(gè)輔助字段將不符合關(guān)鍵詞字符特征的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄過(guò)濾掉,再對(duì)剩余的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄做解密處理,得到明文的解密結(jié)果,最后在解密結(jié)果中進(jìn)行明文檢索,獲得最終檢索結(jié)果。2006年，Curtmola等人 Curtmola R, Garay J, Kamara S, et al. Searchable symmetric encryption: improved definitions and efficient constructions[C]//Proceedings of the 13th ACM conference on Computer and munications security. ACM, 2006: 7988.在Song的基礎(chǔ)上給出更嚴(yán)格的安全性定義和更高效的對(duì)稱(chēng)密鑰可檢索加密方法構(gòu)造，利用加密Hash表存儲(chǔ)關(guān)鍵詞和密文文件標(biāo)識(shí)的映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)密文數(shù)據(jù)查詢(xún)。2007年，Zhu等人提出一種基于字符特征矩陣的數(shù)據(jù)庫(kù)加密策略 Zhu H, Cheng J, Jin R, et al. Executing Query over Encrypted Character Strings in Databases[C]//Frontier of Computer Science and Technology, 2007. FCST 2007. JapanChina Joint Workshop on. IEEE, 2007: 9097.。這種加密策略也將數(shù)據(jù)庫(kù)的密文檢索分為過(guò)濾和解密兩個(gè)階段,字符特征矩陣記錄了每個(gè)字符型數(shù)據(jù)中包含的字符,同時(shí)也記錄了每個(gè)字符與哪些字符相鄰,這種加密策略可以檢索任意長(zhǎng)度的字符關(guān)鍵詞,解決了基于對(duì)偶編碼的數(shù)據(jù)庫(kù)加密策略不能檢索單個(gè)字符的問(wèn)題,第一階段的過(guò)濾效率較高,但字符特征矩陣中存儲(chǔ)了大量特征數(shù)據(jù),產(chǎn)生了較多的數(shù)據(jù)冗余,因此,降低了索引存儲(chǔ)的占用空間,在安全性和密文檢索效率間取得了較好的平衡.2007年，Zhang等人基于數(shù)值型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)方法,提出一種字符型數(shù)據(jù)密文的分區(qū)索引 Zhang Y, Li W, Niu X. A method of bucket index over encrypted character data in database[C]//Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing, 2007. IIHMSP 2007. Third International Conference on. IEEE, 2007, 1: 186189.。這種索引通過(guò)將字符信息轉(zhuǎn)換為數(shù)值型來(lái)記錄字符間的關(guān)系特征,利用索引過(guò)濾掉部分不符合檢索條件的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄,再對(duì)剩余一記錄解密,進(jìn)行二次檢索后返回檢索結(jié)果。2008年，Zhang等人提出了一種數(shù)據(jù)庫(kù)密文索引策略 Zhang Y, Li W, Niu X M. Secure cipher index over encrypted character data in database[C]//Machine Learning and Cybernetics, 2008 International Conference on. IEEE, 2008, 2: 11111116.,將字符數(shù)據(jù)映射為索引值,通過(guò)SQL語(yǔ)句翻譯器將SQL檢索語(yǔ)句轉(zhuǎn)換為對(duì)索引的快速匹配,為了保證密文索引的安全性,策略采用了哈希技術(shù)和數(shù)字?jǐn)_亂的方法,這樣不同記錄中的相同字符將會(huì)對(duì)應(yīng)不同的索引值,索引值不再具有統(tǒng)計(jì)特征,從而避免基于頻率統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)攻擊。2009年，Zerr等人 Zerr S, Olmedilla D, Nejdl W, et al. Zerber+ r: Topk retrieval from a confidential index[C]//Proceedings of the 12th International Conference on Extending Database Technology: Advances in Database Technology. ACM, 2009: 439449.發(fā)現(xiàn)即使列表元素（倒序包含每個(gè)關(guān)鍵詞的文檔ID）被加密，仍然可以根據(jù)發(fā)布列表的詞頻分布來(lái)重新確認(rèn)關(guān)鍵詞。所以他們改變了相關(guān)性分?jǐn)?shù)，使每個(gè)關(guān)鍵詞的詞頻相等。在此基礎(chǔ)上，提出了在加密數(shù)據(jù)中進(jìn)行安全的排序搜索的方法。這個(gè)方案在統(tǒng)計(jì)意義上滿(mǎn)足安全定義，被稱(chēng)之為R機(jī)密性(rconfidentiality)。不足之處為：它需要大量的預(yù)處理，而且不能簡(jiǎn)單地處理動(dòng)態(tài)分?jǐn)?shù)，所以安全級(jí)別很低。 模糊匹配查詢(xún)2009年，Liu等人提出一種基于Bloom Filter的數(shù)據(jù)庫(kù)索引方法 Liu L, Gai J. Bloom filter based index for query over encrypted character strings in database[C]//Computer Science and Information Engineering, 2009 WRI World Congress on
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